无线局域网技术ppt课件

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1、第8章 无线局域网技术本章要点：本章要点：8.1 8.1 无线局域网概念无线局域网概念8.2 8.2 无线局域网的标准无线局域网的标准8.3 8.3 无线局域网的安装技术无线局域网的安装技术8.4 8.4 无线局域网的组网模式无线局域网的组网模式8.5 8.5 无线局域网的设计无线局域网的设计8.1 无线局域网概念 8.1.1 8.1.1 基本概念基本概念 WLAN WLAN（Wireless Local Area NetworkWireless Local Area Network，无线局域网），也称为无线无线局域网），也称为无线EthernetEthernet，它是一种，它是一种计算机网络

2、与无线通信技术相结合的产物，它利计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它利用射频技术来提供传统有线局域的全部功能，是用射频技术来提供传统有线局域的全部功能，是一种能支持较高速率，采用蜂窝或微蜂窝的自我一种能支持较高速率，采用蜂窝或微蜂窝的自我管理的计算机局域网技术。管理的计算机局域网技术。 WLANWLAN的数据传输速的数据传输速率现在已经能够达到率现在已经能够达到11Mb/s11Mb/s，传输距离可远至，传输距离可远至20km20km以上，它是对有线联网方式的一种补充和以上，它是对有线联网方式的一种补充和扩展，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活，扩展，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活，

3、并且能更快速、方便的解决有线方式不易实现的并且能更快速、方便的解决有线方式不易实现的网络连通问题。网络连通问题。8.1.2 无线局域网的工作原理 无线局域网采用直序扩频接入技术，使用户可无线局域网采用直序扩频接入技术，使用户可以在以在2.4GHz2.4GHz的的ISMISM频段上进行无线频段上进行无线InternetInternet连连接。无线局域网络的系统包括无线网络接入管理接。无线局域网络的系统包括无线网络接入管理系统、无线中心路由器、用户端无线路由器。网系统、无线中心路由器、用户端无线路由器。网络接入管理系统可以为网络运营商提供如用户管络接入管理系统可以为网络运营商提供如用户管理功能和网

4、络安全等方面的操作与维护支持；无理功能和网络安全等方面的操作与维护支持；无线中心路由器同时提供多个无线接口，并采用扇线中心路由器同时提供多个无线接口，并采用扇区覆盖方式，提供多用户大容量的区覆盖方式，提供多用户大容量的IPIP接入，它可接入，它可以进行用户验证、访问服务控制、动态以进行用户验证、访问服务控制、动态IPIP地址分地址分配等。同时，它比传统的无线网络接入设备增加配等。同时，它比传统的无线网络接入设备增加了强大的了强大的IPIP组网和路由功能，提高了无线宽带网组网和路由功能，提高了无线宽带网络的扩展性、传输速率以及安全性。络的扩展性、传输速率以及安全性。8.1.3 无线局域网常用设备

5、1 1无线网卡无线网卡 无线网卡在无线局域网中的作用相当于有线网无线网卡在无线局域网中的作用相当于有线网卡在有线局域网中的作用。两台计算机只要各自卡在有线局域网中的作用。两台计算机只要各自插上无线网卡，就可以实现通信。插上无线网卡，就可以实现通信。 2 2无线网桥、路由器及网关无线网桥、路由器及网关 无线网桥主要用于无线或有线局域网之间的无线网桥主要用于无线或有线局域网之间的互连。当两个局域网无法实现有线连接或使用有互连。当两个局域网无法实现有线连接或使用有线连接存在困难时，就可使用无线网桥实现点对线连接存在困难时，就可使用无线网桥实现点对点的连接。在这里无线网桥起到了协议转换的作点的连接。在

6、这里无线网桥起到了协议转换的作用。无线路由器则集成了无线用。无线路由器则集成了无线AP AP 的接入功能和路的接入功能和路由器的第三层路径选择功能。由器的第三层路径选择功能。3 3无线接入点无线接入点 无线接入点也称为无线无线接入点也称为无线APAP，它是在无线局域，它是在无线局域网环境中，进行数据发送和接收的集中设备，它网环境中，进行数据发送和接收的集中设备，它的作用相当于有线网络中的集线器。通常，一个的作用相当于有线网络中的集线器。通常，一个APAP能够在几十至上百米的范围内连接多个无线用能够在几十至上百米的范围内连接多个无线用户。户。 4 4天线天线 天线的功能则是将信号源发送的信号藉由

7、天天线的功能则是将信号源发送的信号藉由天线本身的特性传送至远处。天线一般有所谓定向线本身的特性传送至远处。天线一般有所谓定向性与全向性之分，前者较适合于长距离使用；而性与全向性之分，前者较适合于长距离使用；而后者则较适合区域性之应用。无线天线有多种类后者则较适合区域性之应用。无线天线有多种类型，最常见的有两种，即室内天线和室外天线。型，最常见的有两种，即室内天线和室外天线。 8.2 无线局域网的标准8.2.1 8.2.1 蓝牙标准蓝牙标准 1 1蓝牙技术蓝牙技术 蓝牙技术是一种支持设备短距离通信的无线电蓝牙技术是一种支持设备短距离通信的无线电技术，它的通信距离一般为技术，它的通信距离一般为10

8、m10m以内。蓝牙技术以内。蓝牙技术能在包括移动电话、能在包括移动电话、PDAPDA、无线耳机、笔记本电、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙技术的标准是蓝牙技术的标准是IEEE802.15IEEE802.15，工作在，工作在2.4GHz 2.4GHz 频带，带宽为频带，带宽为1Mb/s1Mb/s。 蓝牙技术是由东芝、爱立信、蓝牙技术是由东芝、爱立信、IBMIBM、IntelIntel和诺和诺基亚于基亚于19981998年年5 5月共同提出的近距离无线数字通月共同提出的近距离无线数字通信的技术标准。信的技术标准。 蓝牙技

9、术的优势在于：蓝牙技术的优势在于： （1 1）支持语音和数据传输。）支持语音和数据传输。 （2 2）采用无线电技术，传输范围大，可穿透不同）采用无线电技术，传输范围大，可穿透不同物质以及在物质间扩散。物质以及在物质间扩散。 （3 3）采用跳频展频技术，抗干扰性强。）采用跳频展频技术，抗干扰性强。 （4 4）使用的频谱在各国都不受限制，理论上不存）使用的频谱在各国都不受限制，理论上不存在干扰问题。在干扰问题。 （5 5）功耗低。）功耗低。 （6 6）成本低。）成本低。 蓝牙的劣势即是它的传输速度较慢。蓝牙的劣势即是它的传输速度较慢。 2 2蓝牙的技术性能参数蓝牙的技术性能参数 有效传输距离为有效

10、传输距离为10cm10m10cm10m，增加发射功率，增加发射功率可达到可达到100m100m，甚至更远。蓝牙收发器工作频率，甚至更远。蓝牙收发器工作频率为为2.45GHz 2.45GHz ，覆盖范围是相隔，覆盖范围是相隔1MHz1MHz的的7979个通个通道，其速率分别从道，其速率分别从2.402GHz2.402GHz到到2.480GHz2.480GHz。蓝。蓝牙数据传输技术使用短封包，跳频展频技术，切牙数据传输技术使用短封包，跳频展频技术，切换速率为换速率为16001600次次/ /秒，因此可以防止偷听且避免秒，因此可以防止偷听且避免干扰；每次传送一个封包，封包的大小为干扰；每次传送一个封

11、包，封包的大小为126287bit126287bit；封包的内容可以是包含数据或者；封包的内容可以是包含数据或者语音等不同服务的资料。同步连接的数据传输带语音等不同服务的资料。同步连接的数据传输带宽为可达到每个方向宽为可达到每个方向32.6Kb/s32.6Kb/s，而异步连接的数，而异步连接的数据传输速率允许一个方向达到据传输速率允许一个方向达到721kb/s721kb/s，用于上，用于上传或下载，这时相反方向的速率是传或下载，这时相反方向的速率是57.6kb/s57.6kb/s；数；数据传输通道为留出据传输通道为留出3 3条并发的同步语音通道，每条条并发的同步语音通道，每条带宽带宽64kb/

12、s64kb/s；语音与数据也可以混合在一个通道；语音与数据也可以混合在一个通道内，提供一个内，提供一个64kb/s64kb/s同步语音连接和一个异步数同步语音连接和一个异步数据连接。据连接。8.2.2 HiperLAN标准1 1HiperLANHiperLAN标准的基本概念标准的基本概念 HiperLAN HiperLAN标准是基于标准是基于ETSIETSI所规定的一些具体所规定的一些具体的功能要求的，如数据速率、覆盖范围、具有多的功能要求的，如数据速率、覆盖范围、具有多跳跳Ad-hocAd-hoc网络能力，支持时间限制业务和节能功网络能力，支持时间限制业务和节能功率管理等，它是应用于欧洲的无

13、线局域网通信标率管理等，它是应用于欧洲的无线局域网通信标准的。准的。HiperLAN-1HiperLAN-1标准是在标准是在19971997年完成的，当年完成的，当时没有制造商采用这个标准来用于产品的生产，时没有制造商采用这个标准来用于产品的生产，因此它被认为是不成功的标准。该标准采用因此它被认为是不成功的标准。该标准采用5GHz5GHz射频频率，上行速率可达射频频率，上行速率可达20Mb/s20Mb/s。在。在HiperLAN-1HiperLAN-1标准之后，推出了标准之后，推出了HiperLAN-2HiperLAN-2标准，标准，它分别用于是它分别用于是2.4GHz2.4GHz与与5GHz

14、5GHz的不同频段，可分的不同频段，可分别与别与IEEE 802.11bIEEE 802.11b、IEEE 802.11aIEEE 802.11a相对应相对应 。2 2HiperLAN-2HiperLAN-2标准的特点标准的特点（1 1）数据传输速率高）数据传输速率高（2 2）面向连接的机制）面向连接的机制（3 3）QoSQoS支持支持（4 4）自动频率分配）自动频率分配（5 5）安全性无线网络）安全性无线网络（6 6）移动性）移动性（7 7）网络与应用无关）网络与应用无关（8 8）节能）节能8.2.3 IEEE 802.11标准1 1IEEE 802.11IEEE 802.11系列系列 19

15、97 1997年年6 6月，月，IEEEIEEE发布了针对无线局域网的发布了针对无线局域网的802.11802.11标准，该标准定义了物理层和媒体访问控标准，该标准定义了物理层和媒体访问控制协议的规范，允许无线局域网及无线设备制造制协议的规范，允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备。商在一定范围内建立互操作网络设备。 802.11802.11标准在物理层定义了数据传输的信号特征和调制标准在物理层定义了数据传输的信号特征和调制方法，定义了两个射频（方法，定义了两个射频（RFRF）传输方法和一个红）传输方法和一个红外线传输方法。外线传输方法。 无线局域网所使用的协议主要包括无

16、线局域网所使用的协议主要包括802.11b802.11b、802.11a802.11a、802.11g802.11g等。等。 （1 1）802.11b802.11b协议协议 802.11b 802.11b协议的无线网络工作在协议的无线网络工作在2.4GHz2.4GHz频率频率下，最大传输速率可以达到下，最大传输速率可以达到11Mb/s11Mb/s，它可以实，它可以实现速率在现速率在1Mb/s1Mb/s、2Mb/s2Mb/s、5.5Mb/s5.5Mb/s以及以及11Mb/s11Mb/s之间的自动切换之间的自动切换 。 （2 2）802.11a802.11a协议协议 802.11a 802.11a

17、协议在协议在19991999年制定完成，其主要工年制定完成，其主要工作在作在5GHz5GHz的频率下，数据传输速率可以达到的频率下，数据传输速率可以达到54Mb/s54Mb/s，传输距离在，传输距离在10 100m10 100m 。 （3 3）802.11g802.11g协议协议 802.11g 802.11g协议在协议在20032003年年6 6月推出，它是在月推出，它是在802.11b802.11b协议的基础上改进的协议，支持协议的基础上改进的协议，支持2.4GHz2.4GHz工作频率以及工作频率以及DSSSDSSS技术技术 ，它可以实现它可以实现11Mb/s11Mb/s传输速率，同时保持

18、着对传输速率，同时保持着对802.11b802.11b的兼的兼容，又可以实现容，又可以实现54Mb/s54Mb/s高传输速率高传输速率 表表8-1 802.118-1 802.11系列标准的比较系列标准的比较802.11802.11b802.11a802.11g定制时间1997年1999年1999年2003年频率2.42.4835GHz2.42.4835GHz5.155.25GHz5.255.35GHz5.7255.825GHz2.42.4835GHz速率1、2Mb/s11、5.5 Mb/s54、48、36、24、18、12、9、6 Mb/s20Mb/s距离100m100300m100m几千m

19、150m业务数据数据、图像语音、数据、图像语音、数据、图像物理层传输方式红外线、直接序列扩频、跳频扩频高速直接序列扩频正交频分复用（OFDM）扩频技术直接序列扩频优点成本低、已经普及数据传输快，频段干扰小数据传输快、与802.11b兼容缺点数据传输慢、受微波炉和蓝牙等同频段设备的干扰成本高，不兼容当前流行的802.11b受微波炉和蓝牙等同频段设备的干扰使用情况使用最广泛，技术最成熟产品刚具雏形、尚未大规模普及发展潜力巨大2 2IEEE 802.11bIEEE 802.11b IEEE 802.11b IEEE 802.11b是是IEEE 802.11IEEE 802.11标准的另一个标准的另一

20、个扩充，它规定采用扩充，它规定采用2.4GHz2.4GHz频带，不需要申请就频带，不需要申请就可以使用，它既可作为对有线网络的补充，也可可以使用，它既可作为对有线网络的补充，也可独立组网，从而实现真正意义上的移动应用。独立组网，从而实现真正意义上的移动应用。 802.11b802.11b的运作模式基本分为两种：点对点模式的运作模式基本分为两种：点对点模式和基本模式和基本模式 （1 1）点对点模式）点对点模式 点对点模式是指无线网卡之间的通信方式。两点对点模式是指无线网卡之间的通信方式。两台插上无线网卡的台插上无线网卡的PCPC，即可进行连接。这种连接，即可进行连接。这种连接方式对于小型的网络来

21、说是非常方便的，它最多方式对于小型的网络来说是非常方便的，它最多可以允许可以允许256256台台PCPC连接。连接。功能优点速度2.4GHz直接序列扩频技术提供最大为11Mb/s的数据传输速率，无需直线传播动态速率转换当射频情况变差时，降低数据传输速率为5.5Mb/s、2Mb/s、1Mb/s使用范围802.11b支持以100m为单位的范围（在室外为300m，办公环境中最远为100m）可靠性与Ethernet类似的连接协议和数据包确认提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用互用性与以前标准不同的是，802.11b只允许一种标准的信号发送技术，WECA将认证产品的互用性电源管理802.11b网络接口

22、卡可转到休眠模式，接入点将信息缓冲到客户，延长了笔记本电脑的电池寿命漫游支持当用户在楼房或公司部门之间移动时，允许在接入点之间进行无缝连接加载平衡802.11b NIC更改与之连接的接入点，以提高性能（如：在当前的接入点流量较拥挤，或发出低质量的信号时）可伸缩性最多三个接入点可以同时定位于有效使用范围中，以支持上百个用户同时进行语言和数据支持安全性内置式鉴定和加密表表8-2 IEEE 802.1b8-2 IEEE 802.1b的优点的优点 （2 2）基本模式）基本模式 基本模式是指无线网络规模扩充或无线和有线基本模式是指无线网络规模扩充或无线和有线网络并存时的通信方式，这也网络并存时的通信方式

23、，这也802.11b802.11b现在最普现在最普及的方式。在基本模式中，插上无线网卡的及的方式。在基本模式中，插上无线网卡的PCPC要要通过接入点与另一台通过接入点与另一台PCPC连接。连接。 802.11b802.11b可以有不同的典型解决方案可以有不同的典型解决方案 （1 1）对等解决方案）对等解决方案 （2 2）单接入点解决方案）单接入点解决方案 （3 3）多接入点解决方案）多接入点解决方案 （4 4）无线中继解决方案）无线中继解决方案 （5 5）无线冗余解决方案）无线冗余解决方案 （6 6）多蜂窝漫游工作方式）多蜂窝漫游工作方式 功能优点不易接线的区域在不易接线或接线费用较高的区域（

24、如：有历史意义的建筑物、有石棉的建筑物、教室）中提供网络服务灵活的工作组为经常进行网络配置更改的工作区降低了总拥有成本网络化的会议室用户可在从一个会议室移动到另一个会议室时进行网络连接，以获得最新的信息，并且可在决策时相互交流特殊网络现场顾问和小工作组的快速安装和兼容软件可提高工作效率子公司网络为远程或销售办公室提供易于安装、使用和维护的网络部门范围的网络移动漫游功能使企业可以建立易于使用的无线网络，可覆盖所有部门表8-3 IEEE 802.11b的应用及其优点 重点提示：重点提示：802.11b标准使用的是2.4GHz射频频段，不需要申请即可以使用，它的带宽最高可达11Mb/s，也可根据实际

25、情况采用5.5Mb/s，2Mb/s、和1Mb/s的带宽，它既可作为对有线网络的扩充也可以独立组网。802.11b的运作模式分为点对点模式与基本模式两种。8.3 无线局域网的安装技术1 1无线网卡的安装无线网卡的安装 （1 1）在）在WindowXPWindowXP中，点击中，点击【开始开始】【控制面控制面板板】【网络连接网络连接】，显示，显示“ “网络连接网络连接” ”窗口窗口。 （2 2）右键单击）右键单击“ “无线网络连接无线网络连接” ”图标，在弹出的图标，在弹出的菜单中选择菜单中选择【属性（属性（R R）】，弹出，弹出“ “无线网络连无线网络连接属性接属性” ”对话框对话框。 （3 3

26、）点击）点击“ “无线网络配置无线网络配置” ”选项卡，如果先前没选项卡，如果先前没有连接过无线网络，则点击有连接过无线网络，则点击【查看无线网络查看无线网络】，从显示出的可供选择的无线网络中选中一个，点从显示出的可供选择的无线网络中选中一个，点击击【连接连接】，若已经配置过无线网络，进行可供，若已经配置过无线网络，进行可供连接的无线网络。添加无线网络到连接的无线网络。添加无线网络到“ “首选网络首选网络（P P）” ”下的框中，点击下的框中，点击【确定确定】即可。即可。图8-1 网络连接窗口图8-2无线网络连接属性 (a)(b)2无线接入点的安装 图8-3 Cisco Aironet 120

27、0 （1）通过IE浏览器配置 确认PC机获得了10.0.0.x网段的地址 打开IE浏览器，在地址栏中输入无线接入点的IP地址10.0.0.1，连接，桌面将弹出“连接到”对话框，要求输入密码。在“密码（P）”框中输入“Cisco”，点击【确定】。 将进入相关页面，选中页面左上角菜单中的将进入相关页面，选中页面左上角菜单中的“ “Express Setup”Express Setup”进入快速配置页面，在各输入进入快速配置页面，在各输入框中填入相关的配置信息。框中填入相关的配置信息。 （2 2）通过）通过ConsoleConsole口配置口配置 在在PCPC机和机和12001200之间连接好控制线

28、，打开之间连接好控制线，打开PCPC机机WindowsWindows操作系统下的超级终端，不出什么问题操作系统下的超级终端，不出什么问题的会看到的会看到“ “ap”ap”提示符号。输入提示符号。输入“ “enable”enable”后，后，界面提示输入密码界面提示输入密码 “ “Cisco”Cisco”，即可以开始对，即可以开始对12001200进行详细配置。进行详细配置。8.4 无线局域网的组网模式 1. 1. 对等网络对等网络 对等网络是最简单的无线局域网结构。一个对对等网络是最简单的无线局域网结构。一个对等网络由一组有无线网络接口的计算机组成。这等网络由一组有无线网络接口的计算机组成。这

29、些计算机要有相同的工作组名、些计算机要有相同的工作组名、ESSID ESSID 和密码。和密码。任何时间，只要两个或更多的无线网络接口互相任何时间，只要两个或更多的无线网络接口互相都在彼此的范围之内，它们就可以建立一个独立都在彼此的范围之内，它们就可以建立一个独立的网络。的网络。2. 2. 基础结构网络基础结构网络 由于对等模式在功能上的局限性，在具有一定由于对等模式在功能上的局限性，在具有一定数量用户或是需要建立一个稳定的无线网络平台数量用户或是需要建立一个稳定的无线网络平台时，一般会采用以无线时，一般会采用以无线APAP为中心的模式，将有限为中心的模式，将有限的的“ “信息点信息点” ”扩

30、展为扩展为“ “信息区信息区” ”， 这种模式也是这种模式也是无线局域网最为普通的构建模式，即基础结构模无线局域网最为普通的构建模式，即基础结构模式。式。 图8-4 对等网络图8-5 以无线AP为中心的基础网络结构8.5 无线局域网的设计 1 1初步调研初步调研 （1 1）WhoWho谁在使用网络？谁在使用网络？ （2 2）WhatWhat用户使用何种设备来访问该网络？用户使用何种设备来访问该网络？ （3 3）WhenWhen用户何时使用该网络？用户何时使用该网络？ （4 4）WhereWhere用户在何处使用该网络？用户在何处使用该网络？ （5 5）WhyWhy用户为何要使用该网络？用户为何

31、要使用该网络？ 2 2综合当前情况分析综合当前情况分析 无线局域网的设计者应该从当前的情况出发，无线局域网的设计者应该从当前的情况出发，综合初步调研得到的信息，充分理解现有网络、综合初步调研得到的信息，充分理解现有网络、系统、用户以及应用之间的关系和相互作用，并系统、用户以及应用之间的关系和相互作用，并找出潜在的问题和难点，在满足网络需求的前提找出潜在的问题和难点，在满足网络需求的前提下，找出可行的解决方案并论证其可行性。下，找出可行的解决方案并论证其可行性。 3 3初步设计初步设计 （1 1）调研中的问题、困难和解决方案）调研中的问题、困难和解决方案 （2 2）网络拓扑图）网络拓扑图 （3

32、3）数据流图）数据流图 （4 4）设计方案所需要的预算费用）设计方案所需要的预算费用4 4详细设计详细设计 当初步设计方案确定并且得到用户的反馈后，当初步设计方案确定并且得到用户的反馈后，即可以进入详细设计环节。该环节最主要的任务即可以进入详细设计环节。该环节最主要的任务即是确定用户的解决方案，并把所有的所需要的即是确定用户的解决方案，并把所有的所需要的应用软件和硬件设备记录下来，列成清单。应用软件和硬件设备记录下来，列成清单。 5 5设计的实施设计的实施 当网络的详细设计方案得到审批通过后，将当网络的详细设计方案得到审批通过后，将进入设计的实施环节。即将纸面的设计方案付诸进入设计的实施环节。即将纸面的设计方案付诸于现实。该环节涉及到了无线局域网的安装、配于现实。该环节涉及到了无线局域网的安装、配置、测试以及建成该网络系统的所有软硬件设备。置、测试以及建成该网络系统的所有软硬件设备。 6 6文档整理文档整理 文档中的大部分信息是在整个设计过程中收集文档中的大部分信息是在整个设计过程中收集积累起来的，它们不仅可以作为用户手册、教学积累起来的，它们不仅可以作为用户手册、教学和培训指导，还可以作为故障定位的参考资料。和培训指导，还可以作为故障定位的参考资料。